Глава 2.2. Естественный отбор.

Географическая изоляция у древнейших людей и неандертальцев сочеталась с действием других факторов, в частности естественного отбора.

Одни авторы полагают, что естественный отбор играет очень большую роль в эволюции современного человечества. Такого ошибочного мнения придерживаются социал-дарвинисты и расисты, проповедующие, что в основе развития человечества лежит борьба рас между собой.

Другая группа авторов стоит на противоположной точке зрения, полностью отрицая влияние естественного отбора в процессе эволюции человечества с момента возникновения первых людей (питекантропов и синантропов). Однако, такое мнение представляется тоже ошибочным. Изгоняя фактор естественного отбора из процесса становления человека, эти авторы нередко заменяют его понятием фактора социального отбора, применяемого социал-дарвинистами.

В постепенно ослаблявшейся форме естественный отбор влиял на эволюцию древнего человечества и его расовых групп. Несомненно, на каждой стадии становления человека действие отбора видоизменялось.

В современной антропологии изучено несколько ситуаций, которые служат модельными при рассмотрении роли отбора у современного человека. Наиболее распространенная и хорошо известная из них селективная ценность гетерозиготы по аномальному гемоглобину S. Гомозигота SS погибает, не оставив потомства, и тем не менее в популяции в зоне распространения тропической малярии поддерживается довольно высокая концентрация гена аномального гемоглобина. Причина повышенной устойчивости гетерозиготы (Ss) к малярии по сравнению с нормальной гомозиготой заключается в том, что аномальные серповидные эритроциты представляют менее благоприятные условия для развития малярийного паразита, чем нормальные. Можно ли говорить, после того как было открыто, исследовано и неоднократно подтверждено такое соотношение паразита, хозяина и аномального гена, что отбор не действует в современном обществе? Подобное утверждение равносильно отказу от признания факта. Если популяция попадает в условия, где господствует тропическая малярия, естественно, отбор действует в направлении сохранения мутаций, приводящих к появлению серповидно-клеточной анемии. С каждым поколением процент индивидуумов с частично серповидными клетками увеличивается до тех пор, пока не наступает равновесие между обоюдным давлением инфекции и отбора. Если рассматривать такой последовательный ряд поколений, то в каждом последующем поколении можно заметить направленное изменение признака по сравнению с предыдущим, нарастание концентрации гена аномального гемоглобина.

Глава 2.3. Адаптация к окружающей среде.

Понятие адаптации может рассматриваться в качестве причины естественного отбора, поэтому они часто воспринимаются как родственные понятия. Но это не значит, что усиление адаптивности данной популяции является результатом направленного действия отбора. Естественный отбор зачастую нейтрализует худшие варианты фенотипов, но не всегда оставляет самые лучшее для тех или других условий окружающей среды.

Адаптация человека к окружающей среде базируется в первую очередь на трех главных факторах (по В.П. Алексееву, 1974 год): космических, физико-географических и биотических.

К космическим факторам в первую очередь относится ультрафиолетовое излучение. Адаптация к ультрафиолетовому излучению базируется на цвете кожи, то есть чем выше широта, тем меньше Солнца и более светлая кожа. Эта зависимость выделена Алленом. В условиях отражённых ультрафиолетовых лучей цвет кожи может значительно темнеть. Реакция кожи на ультрафиолет – загар. Он приводит к повреждению клеток эпидермиса, при котором выделяются вещества, расширяющие кровеносные сосуды и приводящие к эффекту отёчности. В основе защитного эффекта эпидермиса лежит утолщение рогового слоя. Это наблюдается у негроидов на коже головы. Также защитный эффект – накопление меланина. Он способствует поглощению ультрафиолета, выработке витамина D и защищает внутренние органы от излишнего ультрафиолетового излучения. Меланином и тёмным цветом кожи отличаются народы, обитающие в тропиках, населяющие пустыни, полупустныни, саванные, степи. Он свойственен не только негроидам, но и австралоидам (Австралия и Океания) и, отчасти, монголоидам. Тёмная пигментация и меланин развивались параллельно в разных районах земного шара у темнокожих европеоидов Южной Индии и Аравии, у негров Африки, у австралоидов Австралии и Океании. Тёмный цвет кожи не является отличительной характеристикой негроидной расы, а свойственен представителям разных рас, которые в условиях тропического климата или открытого ландшафта вынуждены адаптироваться к высоким температурам и избыткам ультрафиолетового излучения.

С давних времен цвет кожи служил важным показателем происхождения и во многих обществах мог влиять на социальное положение. Отсюда и постоянный интерес не только ученых, но и неспециалистов к причинам полиморфизма по этому признаку.

Значительное совпадение карты мирового распределения интенсивности пигментации кожи и солнечной инсоляции давно навели на мысль о связи этих двух показателей. Разработана довольно стройная рабочая гипотеза, объясняющая эту взаимосвязь, но полностью доказанной ее считать нельзя. Суть заключается в следующем. Бушмены, живущие в пустыне Калахари, — самые светлокожие из негроидных африканских групп. А пигмеи с их темной кожей, малыми тотальными размерами, брахиморфным телосложением, сильным потоотделением и высоким основным обменом — жители тропического леса, где лишь один процент солнечной радиации достигает поверхности земли.

Изменчивость целого ряда признаков в процессе адаптации зависит от температуры среды и, следовательно, от климата в широком смысле слова. Температура, климат, режим влажности по классификации Алексеева относятся к физико-географическим факторам. Расовые признаки отражают закономерности терморегуляции. С этой точки зрения организм человека приспособлен к регуляции среднесуточной температуры с помощью системы внутренней терморегуляции. Терморегуляция осуществляется при воздействии гипоталамуса. Физиологическая реакция на перегревание в условиях тропиков, субтропиков, пустынь, полупустынь, степей – увеличение теплоотдачи организма. Она осуществляется через потоотделение. Сравнительный анализ потовых желёз европеоидов и негроидов показал, что количество потовых желёз одинаково, но у негроидов они более крупные. В условиях адаптации к высоким температурам они выделяют больше пота. Кроме того, у негроидов имеются крупные губы, жёсткие курчавые волосы, создающие эффект воздушной подушки, особое устройство носа – дополнительные средства адаптации к температуре. Эксперименты показали, что после 15 минут пребывания в условиях высокой температуры (до 77 градусов) европеоид выделил 107 см³ пота, а негроид - 170 см³, следовательно, существование негроидов в условиях жаркого климата выработало специфические механизмы адаптации. На уровне антропологических характеристик ту же функцию выполняют жесткие курчавые волосы, крупные губы, узкий и высокий череп, особое устройство носа. Адаптация человека к климатическому поясу происходит как на уровне антропологических признаков, так и на уровне физиологических. Физиологическая адаптация к повышению температуры проявляется в том, что потовые железы становятся более чувствительными к тепловому раздражению, их реакция ускоряется, потоотделение усиливается. По-другому проявляется адаптация к холодному климату. Критическая температура человеческого тела составляет 31 градус. Нормальная температура означает, что не запущены механизмы терморегуляции. Ниже 31 градуса запускаются дополнительные механизмы терморегуляции, функция которых – предотвратить дальнейшее понижение температуры внутренней среды тела. Для жизни в холодном климате человеку необходимы дополнительные средства к теплоизоляции. Потеря волосяного покрова, присущего животным, приводит к образованию подкожного жира. Развитие подкожного жира и третичного волосяного покрова у северных народов способствует адаптации человека к холодному климату. Этот же механизм адаптации развит у северных животных. На уровне физиологии механизм терморегуляции проявляется в необходимости увеличения количества вырабатываемого тепла непроизвольно: возникают дрожь, мурашки. Они вызывают увеличение скорости кровообращения (деятельность гипоталамуса). На сознательном уровне это необходимость в работе, движении. В условиях северных широт в физиологии человека развивается способность к длительной физической работе. Наблюдения за эскимосами показали, что они в течение 7-8 часов могут бежать за санями, не уставая. Адаптация человека к условиям температурного режима проявляется в становлении и развитии разных типов фигур: для северного климата – брахиморфные фигуры, для южного – долихоморфные. На уровне физиологии важное значение имеет реакция рук на переохлаждение. Физиологический механизм терморегуляции состоит в том, что в процессе воздействия холода происходит интенсивное сужение и расширение сосудов, с интервалами примерно 5 минут. Эти реакции многократно чередуются, если руки находятся на холоде. Замечена закономерность: постоянное расширение сосудов на холоде выполняет функцию понижение температуры ткани и отмораживанию. Акклиматизация к холоду происходит постепенно. Наблюдения за участниками полярных экспедиций показали, что у тех, кто большую часть времени проводил в помещении, на воздухе признаки обморожения появлялись через 1,5 мин, а у тех, кто больше проводил на воздухе – через 15 минут.

Нельзя не отметить значение и биотических факторов в процессе расообразования. Биотические факторы подразумевают как прямое воздействие биоты, так и то, что является передаточной функцией биосферы. Примером непосредственного воздействия биоты на формирование расовых признаков человека можно считать серповидно-клеточную анемию и малярию. Серповидно-клеточная анемия, как правило, проявляется в детстве, чаще встречается у людей (или их потомков) из тропических и субтропических регионов, которые являются эндемичными, по малярии. Одна треть всех коренных жителей Африки южнее Сахары является носителями гена. В связи с тем, что малярия является распространенным заболеванием в этом регионе, носители одного гена болезни обладают повышенной устойчивостью к выживанию (серповидно-клеточная особенность). Те, у кого есть только одна из двух аллелей серповидно-клеточной анемии, хотя и менее устойчивы, но у них наблюдается большая устойчивость организма к инфекции при заражении. Это послужило поводом к разработке гипотезы о том, что эта аномалия является адаптивным признаком тропических рас к условиям сильного распространения малярийных паразитов и тропической малярии. Очевидно, что любая популяция европейского происхождения, не имеющая в своем генофонде этого гена, страдает повышенной смертностью от тропической малярии.

Среди биотического фактора окружающей среды выявлена расообразующая роль пищевого рациона. Многовековое воздействие стандартных пищевых рационов сыграло не последнюю роль в формировании рас человека, обусловив разницу не только в размерах тела, но и в уровне жирового обмена. Так, например, малый рост и миниатюрное сложение пигмеев образовались как адаптивная реакция в условиях многовекового недостатка пищи.

В последние годы огромное внимание уделяется геохимической характеристике природных зон нашей планеты и биохимическому исследованию организмов, живущих в пределах этих зон. В какой-то мере такая информация аккумулируется в учении о биогеохимических провинциях. В настоящее время открыта непосредственная связь размеров головы и тела человека с концентрацией микроэлементов в окружающей среде, в частности в почвах. Повышенная концентрация определенных элементов способствует ростовым процессам, пониженная, наоборот, угнетает их. Таким образом, биогеохимические провинции участвуют в формообразовании человека, сказываясь на развитии структурных элементов человеческого тела и их соотношениях. Однако этим их влияние на формообразование не отграничивается. Кроме большого значения в формообразовании температурного и геохимического факторов, следует указать также и на случаи косвенного воздействия геоморфологии суши на распределение размеров тела. Еще антропологи прошлого писали о том, что в горных районах население отличается высоким ростом и круглой формой головы. Антропологические исследования на Кавказе и частично на Балканах в какой-то мере подтвердили старые наблюдения: населяющие предгорья Главного Кавказского хребта этнические группы тем крупнее и массивнее, чем выше они живут над уровнем моря. Есть основания полагать, что этому способствовала изоляция, вызванная природными условиями. Однако в Альпах, Тибете, Гималаях, на Памире население не отличается перечисленными признаками.

Таким образом, несмотря на всю привлекательность гипотез о расообразовании как об адаптационном процессе, они требуют более фундаментального подтверждения.